JP2548891B2 - 半導体装置の実装方法とその実装体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の実装方法
とその実装体に関するものであり、特にフェースダウン
で導電性接着剤を用いて実装してなる半導体装置の実装
方法およびその実装体に関するものである。
とその実装体に関するものであり、特にフェースダウン
で導電性接着剤を用いて実装してなる半導体装置の実装
方法およびその実装体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の回路基板上への実装
には半田付けがよく利用されていたが、近年、半導体装
置のパッケージの小型化と接続端子数の増加により、接
続端子間隔が狭くなり、従来の半田付け技術で対処する
ことが次第に困難になってきた。
には半田付けがよく利用されていたが、近年、半導体装
置のパッケージの小型化と接続端子数の増加により、接
続端子間隔が狭くなり、従来の半田付け技術で対処する
ことが次第に困難になってきた。
【０００３】そこで、最近では裸の半導体装置を回路基
板上に直付けして実装面積の小型化と効率的使用を図ろ
うとする方法が考えだされてきた。一例として、半導体
装置を回路基板に接続するに際し、あらかじめ半導体装
置の端子電極上に密着金属や拡散防止金属の蒸着膜とこ
の上にメッキにより形成した半田層とからなる電極構造
を有する半導体装置をフェースダウンにし、高温に加熱
して半田を回路基板の接続電極に融着するものがあっ
た。この実装構造は、接続後の機械的強度が強く、接続
が一括にできることなどから有効な方法であるとされて
いる（例えば、工業調査会、１９８０年１月１５日発
行、日本マイクロエレクトロニクス協会編、『ＩＣ化実
装技術』）。
板上に直付けして実装面積の小型化と効率的使用を図ろ
うとする方法が考えだされてきた。一例として、半導体
装置を回路基板に接続するに際し、あらかじめ半導体装
置の端子電極上に密着金属や拡散防止金属の蒸着膜とこ
の上にメッキにより形成した半田層とからなる電極構造
を有する半導体装置をフェースダウンにし、高温に加熱
して半田を回路基板の接続電極に融着するものがあっ
た。この実装構造は、接続後の機械的強度が強く、接続
が一括にできることなどから有効な方法であるとされて
いる（例えば、工業調査会、１９８０年１月１５日発
行、日本マイクロエレクトロニクス協会編、『ＩＣ化実
装技術』）。
【０００４】以下、図面を参照しながら上述した従来の
半導体装置の実装方法とその実装体の一例について説明
する。
半導体装置の実装方法とその実装体の一例について説明
する。
【０００５】図５は従来のフェースダウンで実装された
半導体装置の実装体の要部断面図である。
半導体装置の実装体の要部断面図である。
【０００６】図５において、１は半導体装置、２は半導
体装置の端子電極、４は回路基板、５は回路基板４の表
面に形成された接続電極、１１は前記接続電極５と前記
端子電極２を接合した半田接合部、１２は半導体装置１
を封止した封止樹脂である。
体装置の端子電極、４は回路基板、５は回路基板４の表
面に形成された接続電極、１１は前記接続電極５と前記
端子電極２を接合した半田接合部、１２は半導体装置１
を封止した封止樹脂である。
【０００７】以上のように構成された従来のフェースダ
ウンで実装された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下その概略を説明する。
ウンで実装された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下その概略を説明する。
【０００８】まず、半田バンプを有する半導体装置１
を、回路基板４の接続端子５の所定の位置に位置合わせ
を行ってフェースダウンで搭載した後、２００〜３００
℃の高温に加熱して半田を溶融して接続端子５に接合し
て、半導体装置１を半田接合部１１により実装を行う。
その後、半導体装置１と回路基板４との間隙に液状の封
止樹脂を充填し、１２０℃程度で加熱硬化することで、
半導体装置１を封止樹脂１２で封止した実装体を得るも
のである。
を、回路基板４の接続端子５の所定の位置に位置合わせ
を行ってフェースダウンで搭載した後、２００〜３００
℃の高温に加熱して半田を溶融して接続端子５に接合し
て、半導体装置１を半田接合部１１により実装を行う。
その後、半導体装置１と回路基板４との間隙に液状の封
止樹脂を充填し、１２０℃程度で加熱硬化することで、
半導体装置１を封止樹脂１２で封止した実装体を得るも
のである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導体装置の実装体においては、次のような問題
がある。 半田接合部１１は剛性が大でフレキシビリティに欠
けるため、半導体装置１と回路基板４との間隙に充填し
た液状の封止樹脂を熱硬化する際に、半導体装置１と回
路基板４の熱膨張係数の差により生じる熱応力が半田接
合部１１に加わり、大きな内部歪が生ずる。
ような半導体装置の実装体においては、次のような問題
がある。 半田接合部１１は剛性が大でフレキシビリティに欠
けるため、半導体装置１と回路基板４との間隙に充填し
た液状の封止樹脂を熱硬化する際に、半導体装置１と回
路基板４の熱膨張係数の差により生じる熱応力が半田接
合部１１に加わり、大きな内部歪が生ずる。
【００１０】 半導体装置を使用する際に、半導体装
置１と回路基板４の熱膨張係数の差により生ずる熱応力
が半田接合部１１に加わり、特に高温領域で使用する際
には、半導体装置１と回路基板４との間隙の封止樹脂１
２の熱膨張により生じる新たな熱応力が半田接合部１１
に加わる。
置１と回路基板４の熱膨張係数の差により生ずる熱応力
が半田接合部１１に加わり、特に高温領域で使用する際
には、半導体装置１と回路基板４との間隙の封止樹脂１
２の熱膨張により生じる新たな熱応力が半田接合部１１
に加わる。
【００１１】その結果、半導体装置１と回路基板４との
接続が信頼性の乏しいものになるといった問題点を有し
ていた。
接続が信頼性の乏しいものになるといった問題点を有し
ていた。
【００１２】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、半導体装置と回路基
板とを信頼性高く接続することのできる半導体装置の実
装方法とその実装体を提供することにある。
であり、その目的とするところは、半導体装置と回路基
板とを信頼性高く接続することのできる半導体装置の実
装方法とその実装体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の実
装方法は、半導体装置をフェースダウンで導電性接着剤
を用いて回路基板に実装する半導体装置の実装方法にお
いて、半導体装置の端子電極を第一の温度で熱可塑化す
る熱可塑型の導電性接着剤により回路基板の接続端子に
フェースダウンで実装する工程と、実装した前記半導体
装置と前記回路基板との間隙に第二の温度で硬化する熱
硬化型の樹脂を充填する工程と、前記第一の温度より高
い第二の温度で前記熱硬化型の樹脂を硬化する工程とを
含むことを特徴とする。
装方法は、半導体装置をフェースダウンで導電性接着剤
を用いて回路基板に実装する半導体装置の実装方法にお
いて、半導体装置の端子電極を第一の温度で熱可塑化す
る熱可塑型の導電性接着剤により回路基板の接続端子に
フェースダウンで実装する工程と、実装した前記半導体
装置と前記回路基板との間隙に第二の温度で硬化する熱
硬化型の樹脂を充填する工程と、前記第一の温度より高
い第二の温度で前記熱硬化型の樹脂を硬化する工程とを
含むことを特徴とする。
【００１４】また、本発明の半導体装置の実装体は、半
導体装置をフェースダウンで導電性接着剤を用いて回路
基板に実装する半導体装置の実装体において、半導体装
置の端子電極を第一の温度で熱可塑化する熱可塑型の導
電性接着剤により回路基板の接続端子に接合した導電性
接着剤の接合層と、前記半導体装置と前記回路基板との
間隙に第一の温度よりも高い第二の温度で硬化した熱硬
化型の樹脂の充填層を備えることを特徴とする。
導体装置をフェースダウンで導電性接着剤を用いて回路
基板に実装する半導体装置の実装体において、半導体装
置の端子電極を第一の温度で熱可塑化する熱可塑型の導
電性接着剤により回路基板の接続端子に接合した導電性
接着剤の接合層と、前記半導体装置と前記回路基板との
間隙に第一の温度よりも高い第二の温度で硬化した熱硬
化型の樹脂の充填層を備えることを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明によれば、フェースダウンで実装する半
導体装置を熱可塑型の導電性接着剤を用いて回路基板に
実装し、半導体装置と回路基板との間隙に充填した封止
樹脂を導電性接着剤の熱可塑点以上の温度で熱硬化する
ことにより、接合部（導電性接着剤）が軟化してフレキ
シビリティが与えられた状態で封止樹脂の熱硬化を行う
ことができ、接合部に生ずる内部歪を減少させることが
できる結果、半導体装置と回路基板の接合を確実なもの
とできる。
導体装置を熱可塑型の導電性接着剤を用いて回路基板に
実装し、半導体装置と回路基板との間隙に充填した封止
樹脂を導電性接着剤の熱可塑点以上の温度で熱硬化する
ことにより、接合部（導電性接着剤）が軟化してフレキ
シビリティが与えられた状態で封止樹脂の熱硬化を行う
ことができ、接合部に生ずる内部歪を減少させることが
できる結果、半導体装置と回路基板の接合を確実なもの
とできる。
【００１６】又熱硬化型の樹脂は、硬化温度より低い温
度においては収縮する状態を維持するので、半導体装置
と回路基板の導電性接着剤による接合部における密着力
が増して接合の安定性を向上させることができる。
度においては収縮する状態を維持するので、半導体装置
と回路基板の導電性接着剤による接合部における密着力
が増して接合の安定性を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例の半導体装置の実装
方法とその実装体について、図面を参照しながら説明す
る。
方法とその実装体について、図面を参照しながら説明す
る。
【００１８】図１ないし図４は本発明の一実施例におけ
る半導体装置の実装方法を説明する工程図である。図１
ないし図４において、１は半導体装置、２は端子電極、
３は半導体装置１を実装するのに用いる熱可塑型の導電
性接着剤、４は回路基板、５は回路基板４の表面に形成
された接続電極、６は導電性接着剤の接合層、７は液状
の熱硬化型の樹脂、９は熱硬化後の樹脂である。以上の
ように構成された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下、図面を用いて説明する。まず、半導体装
置１の端子電極２にあらかじめ熱可塑型の導電性接着剤
３を形成しておく。このとき熱可塑型の導電性接着剤３
は端子電極２に直接形成してもよいし、端子電極２にあ
らかじめ形成した突起電極（バンプ）上に形成してもよ
い。
る半導体装置の実装方法を説明する工程図である。図１
ないし図４において、１は半導体装置、２は端子電極、
３は半導体装置１を実装するのに用いる熱可塑型の導電
性接着剤、４は回路基板、５は回路基板４の表面に形成
された接続電極、６は導電性接着剤の接合層、７は液状
の熱硬化型の樹脂、９は熱硬化後の樹脂である。以上の
ように構成された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下、図面を用いて説明する。まず、半導体装
置１の端子電極２にあらかじめ熱可塑型の導電性接着剤
３を形成しておく。このとき熱可塑型の導電性接着剤３
は端子電極２に直接形成してもよいし、端子電極２にあ
らかじめ形成した突起電極（バンプ）上に形成してもよ
い。
【００１９】そして、図１に示すように、この半導体装
置１をフェースダウン（下向き）にして回路基板４の接
続電極５に位置合わせを行い、回路基板４上に半導体装
置１を搭載後、熱可塑型の導電性接着剤３を硬化させる
ことで、図２に示すように、半導体装置１の端子電極２
と回路基板４の接続電極５が導電性接着剤の接合層６に
より電気的に接続される。
置１をフェースダウン（下向き）にして回路基板４の接
続電極５に位置合わせを行い、回路基板４上に半導体装
置１を搭載後、熱可塑型の導電性接着剤３を硬化させる
ことで、図２に示すように、半導体装置１の端子電極２
と回路基板４の接続電極５が導電性接着剤の接合層６に
より電気的に接続される。
【００２０】つぎに、図３に示すように、半導体装置１
と回路基板４との間隙に液状の熱硬化型の樹脂７（例え
ばエポキシ樹脂）を充填した後、熱可塑型の導電性接着
剤３の熱可塑点（第一の温度：例えば１２０℃）以上の
温度（第二の温度：例えば１５０℃）に加熱して液状の
熱硬化型の樹脂７の硬化を行う。
と回路基板４との間隙に液状の熱硬化型の樹脂７（例え
ばエポキシ樹脂）を充填した後、熱可塑型の導電性接着
剤３の熱可塑点（第一の温度：例えば１２０℃）以上の
温度（第二の温度：例えば１５０℃）に加熱して液状の
熱硬化型の樹脂７の硬化を行う。
【００２１】液状の熱硬化型の樹脂７の加熱硬化工程に
おいては、導電性接着剤の接合層６は熱可塑化した接合
層となり、一方、液状の熱硬化型の樹脂７は硬化反応が
進むにつれて硬化収縮した熱硬化後の樹脂９となる。こ
のとき、熱硬化後の樹脂９の収縮力により半導体装置１
と回路基板４の接合部の熱可塑化した接合層における密
着力が増して接合の安定性が向上する。
おいては、導電性接着剤の接合層６は熱可塑化した接合
層となり、一方、液状の熱硬化型の樹脂７は硬化反応が
進むにつれて硬化収縮した熱硬化後の樹脂９となる。こ
のとき、熱硬化後の樹脂９の収縮力により半導体装置１
と回路基板４の接合部の熱可塑化した接合層における密
着力が増して接合の安定性が向上する。
【００２２】このとき用いる液状の熱硬化型の樹脂７
は、その硬化温度が熱可塑型の導電性接着剤３の熱可塑
点以上の熱硬化型の樹脂を用いる。
は、その硬化温度が熱可塑型の導電性接着剤３の熱可塑
点以上の熱硬化型の樹脂を用いる。
【００２３】上記の方法により、熱硬化型樹脂の加熱硬
化工程完了後の半導体装置１においては、図４に示すよ
うに、第一の温度よりも低い状態では熱可塑化した接合
層が再度硬化をして導電性接着剤の接合層６により半導
体装置１と回路基板４とが接合され、半導体装置１と回
路基板４との間隙に熱硬化型の樹脂の充填層９を有する
半導体装置１の実装体を得る。
化工程完了後の半導体装置１においては、図４に示すよ
うに、第一の温度よりも低い状態では熱可塑化した接合
層が再度硬化をして導電性接着剤の接合層６により半導
体装置１と回路基板４とが接合され、半導体装置１と回
路基板４との間隙に熱硬化型の樹脂の充填層９を有する
半導体装置１の実装体を得る。
【００２４】この実装体においては、半導体装置１を回
路基板４に熱可塑型の導電性接着剤の接合層６により接
合され、半導体装置１と回路基板４との間隙には熱硬化
型の樹脂の充填層９を有しているために、半導体装置１
と回路基板４の熱膨張係数の差により生ずる熱応力の影
響がほとんどなく、信頼性の高い半導体装置の実装体が
実現できる。
路基板４に熱可塑型の導電性接着剤の接合層６により接
合され、半導体装置１と回路基板４との間隙には熱硬化
型の樹脂の充填層９を有しているために、半導体装置１
と回路基板４の熱膨張係数の差により生ずる熱応力の影
響がほとんどなく、信頼性の高い半導体装置の実装体が
実現できる。
【００２５】本発明の半導体装置の実装方法は、熱可塑
型の導電性接着剤を用いて半導体装置と回路基板を接合
した後、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点以上の温度
に加熱して半導体装置と回路基板の間隙に充填した液状
の熱硬化型の樹脂の硬化を行うため、半導体装置と回路
基板の導電性接着剤による接合部における密着力が増し
て接合の安定性が向上できる。
型の導電性接着剤を用いて半導体装置と回路基板を接合
した後、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点以上の温度
に加熱して半導体装置と回路基板の間隙に充填した液状
の熱硬化型の樹脂の硬化を行うため、半導体装置と回路
基板の導電性接着剤による接合部における密着力が増し
て接合の安定性が向上できる。
【００２６】さらに、本発明の半導体装置の実装体は、
半導体装置を回路基板に熱可塑型の導電性接着剤の接合
層により実装し、半導体装置と回路基板との間隙には熱
硬化型の樹脂の充填層を有するために、半導体装置と回
路基板の熱膨張係数の差により生ずる熱応力の影響がほ
とんどなく、信頼性の高い半導体装置の実装体を得るこ
とができる。
半導体装置を回路基板に熱可塑型の導電性接着剤の接合
層により実装し、半導体装置と回路基板との間隙には熱
硬化型の樹脂の充填層を有するために、半導体装置と回
路基板の熱膨張係数の差により生ずる熱応力の影響がほ
とんどなく、信頼性の高い半導体装置の実装体を得るこ
とができる。
【００２７】なお、実施例では熱可塑型の導電性接着剤
３を半導体装置１の端子電極２に形成するとしたが、回
路基板４の接続電極５に形成してもよい。
３を半導体装置１の端子電極２に形成するとしたが、回
路基板４の接続電極５に形成してもよい。
【００２８】また、熱可塑型の導電性接着剤の材質は、
ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂にＡｇなどの導電
フィラーおよび有機溶剤を含んだもので、熱可塑性を有
する導電性接着剤であればいかなるものでもよい。
ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂にＡｇなどの導電
フィラーおよび有機溶剤を含んだもので、熱可塑性を有
する導電性接着剤であればいかなるものでもよい。
【００２９】同様に、熱硬化型の樹脂の材質も、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂など、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点以上の硬
化温度を有する絶縁性樹脂であればいかなるものでもよ
い。
シ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂など、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点以上の硬
化温度を有する絶縁性樹脂であればいかなるものでもよ
い。
【００３０】さらに、熱硬化型の樹脂には、シリカなど
の無機フィラーを混合して熱膨張係数を小さくしたもの
を用いるとさらにその効果が発揮できる。
の無機フィラーを混合して熱膨張係数を小さくしたもの
を用いるとさらにその効果が発揮できる。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、熱可塑型の導電性接着剤を用いて半導体装置と回路
基板を接合した後、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点
以上の温度に加熱して半導体装置と回路基板の間隙に充
填した液状の熱硬化型の樹脂の硬化を行うため、半導体
装置と回路基板の導電性接着剤による接合部における密
着力が増して接合の安定性を向上させることができると
共に、半導体装置と回路基板の熱膨張係数の差により生
ずる熱応力の影響がほとんどなく、信頼性の高い半導体
装置の実装体を得ることができる。
ば、熱可塑型の導電性接着剤を用いて半導体装置と回路
基板を接合した後、熱可塑型の導電性接着剤の熱可塑点
以上の温度に加熱して半導体装置と回路基板の間隙に充
填した液状の熱硬化型の樹脂の硬化を行うため、半導体
装置と回路基板の導電性接着剤による接合部における密
着力が増して接合の安定性を向上させることができると
共に、半導体装置と回路基板の熱膨張係数の差により生
ずる熱応力の影響がほとんどなく、信頼性の高い半導体
装置の実装体を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例における半導体装置の実装方
法を説明する工程図である。
法を説明する工程図である。
【図２】本発明の一実施例における半導体装置の実装方
法を説明する工程図である。
法を説明する工程図である。
【図３】本発明の一実施例における半導体装置の実装方
法を説明する工程図である。
法を説明する工程図である。
【図４】本発明の一実施例における半導体装置の実装方
法を説明する工程図である。
法を説明する工程図である。
【図５】従来のフェースダウンで実装された半導体装置
の実装体の要部断面図である。
の実装体の要部断面図である。
１ 半導体装置 ２ 端子電極 ３ 熱可塑型の導電性接着剤 ４ 回路基板 ５ 接続電極 ６ 導電性接着剤の接合層 ７ 液状の熱硬化型の樹脂 ９ 熱硬化後の樹脂 （熱硬化型の樹脂の充填層）
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体装置をフェースダウンで導電性接
着剤を用いて回路基板に実装する半導体装置の実装方法
において、半導体装置の端子電極を第一の温度で熱可塑
化する熱可塑型の導電性接着剤により回路基板の接続電
極にフェースダウンで実装する工程と、実装した前記半
導体装置と前記回路基板との間隙に第二の温度で硬化す
る熱硬化型の樹脂を充填する工程と、前記第一の温度よ
り高い第二の温度で前記熱硬化型の樹脂を硬化する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項２】 半導体装置の端子電極上に突起電極を設
けたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の実装
方法。 - 【請求項３】 熱可塑型の導電性接着剤が、熱可塑樹脂
と導電フィラーを含むことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の実装方法。 - 【請求項４】 半導体装置をフェースダウンで導電性接
着剤を用いて回路基板に実装する半導体装置の実装体に
おいて、半導体装置の端子電極を第一の温度で熱可塑化
する熱可塑型の導電性接着剤により回路基板の接続端子
に接合した導電性接着剤の接合層と、前記半導体装置と
前記回路基板との間隙に第一の温度よりも高い第二の温
度で硬化した熱硬化型の樹脂の充填層を備えたことを特
徴とする半導体装置の実装体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242647A JP2548891B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の実装方法とその実装体 |
| DE69426347T DE69426347T2 (de) | 1993-09-29 | 1994-09-27 | Verfahren zum Montieren einer Halbleiteranordnung auf einer Schaltungsplatte und eine Schaltungsplatte mit einer Halbleiteranordnung darauf |
| KR1019940024239A KR0171438B1 (ko) | 1993-09-29 | 1994-09-27 | 반도체 장치를 회로 기판상에 장착하는 방법 및 반도체 장치가 장착된 회로 기판 |
| EP94115187A EP0645805B1 (en) | 1993-09-29 | 1994-09-27 | Method for mounting a semiconductor device on a circuit board, and a circuit board with a semiconductor device mounted thereon |
| US08/709,606 US5670826A (en) | 1993-09-29 | 1996-09-09 | Method for mounting a semiconductor device on a circuit board using a conductive adhesive and a thermosetting resin, and a circuit board with a semiconductor device mounted thereon using the method |
| US08/731,521 US5651179A (en) | 1993-09-29 | 1996-10-15 | Method for mounting a semiconductor device on a circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242647A JP2548891B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の実装方法とその実装体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106373A JPH07106373A (ja) | 1995-04-21 |
| JP2548891B2 true JP2548891B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=17092160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5242647A Expired - Fee Related JP2548891B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 半導体装置の実装方法とその実装体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548891B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5242647A patent/JP2548891B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07106373A (ja) | 1995-04-21 |
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